能源的可持续发展取决于绿色能源的有效利用。能够将热能转换为电能的热电（TE）发电机在新兴能源转换技术中受到广泛关注。基于生物聚合物的离子热电（i-TE）材料由于来源广泛、无毒和制造成本低，是能源转换系统的重要潜在候选材料。近年来，基于Soret效应的生物聚合物基i-TE材料发展迅速。然而，大多数基于生物聚合物的i-TE材料的实际应用受到应用温度的限制。如果应用温度太低，离子传输将被阻断，热电性能将大大降低，而应用温度太高则会导致生物大分子结构破坏，热电信号不稳定。

基于此，我们将1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺（[EMIM]DCA）离子液体（IL）引入明胶溶液中，通过离子液体、H₂O和明胶分子链之间的多重非共价相互作用形成超分子凝胶结构。重点研究了基于离子液体超分子自组装的高热稳定性生物聚合物基离子热电基质的构建。通过超分子自组装结构设计，成功地获得了具有高热电性能的生物聚合物基i-TE材料。阴离子和明胶水溶液之间的选择性相互作用为凝胶提供了2.83 mV K^-1的优异热电压；超分子网络的形成破坏了离子液体的短程有序结构，因此热电凝胶获得了2.29 S m^-1的高离子电导率，达到大多数电化学装置所需电导率的20倍。此外，稳定的超分子网络结构的形成为凝胶提供了高达80°C的热稳定性。这种溶液混合方法简单，易于实现热电凝胶的大规模制备。本工作打破了生物聚合物基i-TE凝胶只能在低温范围内应用的限制，拓宽了生物聚合物基i-TE材料的应用范围，并使生物聚合物基i-TE材料能够在更高的温度范围内追求更好的性能。

Jiale Ke, Xing Zhao*, Jie Yang, Kai Ke, Yu Wang, Mingbo Yang, Wei Yang*, Enhanced Ion-Selective Diffusion Achieved by Supramolecular Interaction for High Thermovoltage and Thermal Stability, Energy & Environmental Materials, Accepted on Nov. 19, 2022.

全文链接：https://doi.org/10.1002/eem2.12562